1、本科生毕业设计（论文）I摘 要本论文的题目是底座零件工艺工装设计及 CAD/CAM，题目来源于锦州双菱精密铸造有限公司。根据该公司的生产能力和设备情况，设计完成了零件的熔模模具、零件的工艺规程及典型专用夹具。在此基础上，基于 CAD/CAM 技术，完成了夹具的机构仿真。论文在介绍了熔模铸造、机械加工工艺规程制定总过程、模具 CAD/CAM 及其优势的基础上，详细的叙述了熔模模具设计、工艺规程设计及机床夹具设计内容及方法。其中模具设计主要有零件毛坯的三维造型设计，模具的分型面设计，模具的开模干涉分析，浇注系统、定位及锁紧机构的设计；工艺规程设计包括加工方法的选择，定位和夹紧方式的选择，机床和刀具
2、的选择，切削用量的计算和工艺路线的制定；而夹具设计则解决了定位误差和夹紧力等问题的分析。最后，论文介绍了工件装夹机构的仿真。包括机床和刀具选择，切削参数的设定，加工过程的仿真和主轴运动速度的分析等内容。综上，本论文以零件工艺工装设计理论为依据，进行了底座零件的熔模模具和工艺工装设计及 CAD/CAM 技术的实际应用。关键词：三维实体模型；熔模模具；工艺；夹具；机构仿真本科生毕业设计（论文）IIAbstractThe topic of this graduation design is the design of processing planning，tooling devices and C
3、AD/CAM for installation seat（6422635 ）, which comes from Wuxi Impro (China) Co, LTD.According to the companys production capability and equipment cases, the designer has completed the investment mould of parts, the process planning of parts and special fixture. On this basis, based on CAD / CAM tech
4、nology, the designer has completed the machanisms simulation of fixture.On the basis of introducing investment mould, process planning, and mould CAD/CAM as well as its advantage, the thesis describes design contents and methods of the investment mould design, process planning and special fixture in
5、 detail. Thereinto, mold design mainly has three-dimensional design of solid parts, the mold parting surface design, mold tooling interference analysis, and the design of gating system, positioning and fastening device mechanism. The process planning design contains selection of the process, positio
6、ning and fastening device ways, machine tools and tools, the computation of cutting dosages and the formulation of process route. Moreover, fixture design solves the problems such as the positioning error analysis and clamping force analysis, and so on.Finally, the thesis introduces the machanisms s
7、imulation of fixture, which includes the machine tools and tools selection, cutting parameters settings, process simulation and analysis of the spindle speed, etc.In a word, basing on process planning and tooling devices design theory for the parts, this paper has carried out the practical applicati
8、on of the installation seat（6422635）parts investment mould, process planning and tooling devices design, 本科生毕业设计（论文）IIIand CAD / CAM technology as well.Key words： Three-dimensiona solid model; Investment mould;process planning; Fixture; Fixture device simulation 本科生毕业设计（论文）IV目 录第 1 章 绪 论 .11.1 熔模铸造
9、.11.2 机械加工工艺规程制定总过程 .11.3 模具 CAD/CAM 及其优势 .21.4 设计任务分析 .2第 2 章 零件毛坯三维实体造型 .42.1 零件毛坯的结构特征分析 .42.2 零件毛坯实体设计 .42.3 零件毛坯实体模型创建的关键步骤 .5第 3 章 模具设计 .73.1 模具设计的总体分析 .73.2 基于 Pro/Engineer 软件的模具设计过程 .83.2.1 模具收缩率的设置 .83.2.2 创建分型面 .83.2.3 分割体积块并抽取实体 .83.2.4 型件修整并设计浇注系统 .93.2.5 设置模具的定位及锁紧机构 .93.3 基于 Pro/Engine
10、er 软件模具开模动画 .10第 4 章 安装座的机械加工工艺规程设计 .114.1 计算生产纲领，确定生产类型 .114.2 零件的工艺性分析 .114.3 确定工艺路线 .124.4 选择加工设备及工艺装备 .134.5 选取切削用量和工时定额的计算 .14本科生毕业设计（论文）V4.5.1 基本计算公式的引用 .144.5.2 工序的设计 .154.6 工艺合理性分析 .42第 5 章 专用夹具的设计 .435.1 工序四铣床夹具的设计 .435.1.1 夹具分析 .435.1.2 夹具的整体结构设计 .445.1.3 夹紧力的分析 .445.1.4 夹具使用说明 .445.2 工序六铣
11、床夹具的设计 .455.2.1 夹具分析 .455.2.2 夹具的整体结构设计 .455.2.3 定位误差的分析计算 .465.2.4 夹紧力的分析 .465.2.5 夹具使用说明 .46第 6 章 夹具机构仿真 .47第 7 章 结论 .49参考文献 .50致 谢 .52附 录 1 安装座（6422635）的模具装配图 .53附 录 2 机械加工工艺过程综合卡片 .54附 录 3 工序四铣床夹具装配图 .55附 录 4 工序六铣床夹具装配图 .56附 录 5 外文翻译 .57本科生毕业设计（论文）VI本科生毕业设计（论文）1第 1 章 绪 论1.1 零件工艺设计 工艺规程是规定产品和零部件制
12、造工艺过程和操作方法等的工艺文件，它是指导工人进行生产操作和企业生产部门、物质供应部门组织生产与物质供应等的重要技术依据。工艺规程设计的基本原则与要求是：在保证产品制造质量的前提下，尽量使得该产品的制造成本最低，生产效率最高。必须能保证零件和产品的制造精度、表面质量和总体性能等。尽量降低材料、能源等物资消耗和劳动消耗，最大限度地提高生产效率。为此，应该注意以下几点：合理的选择毛坯，合理的选择零件的定位基准，合理的分配粗精加工余量，根据产品生产批量的大小，合理选用设备和工艺装备。必须考虑劳动安全和工业卫生。机械加工工艺是实现产品设计，保证产品质量，节约能源，降低消耗的重要手段，是企业进行生产准备
13、、计划调度、加工操作、技术检验、安全生产和健全劳动组织的依据，也是企业上品种、上质量、上水平，加速产品改进提高经济效益的技术保证。1.2 机械加工工艺规程制定总过程机械加工工艺规程的整个过程是指用机械加工方法改变毛坯形状、尺寸、相对位置和性质，使其成为零件的全过程。在实施对零件的机械加工前,须对零件机械加工工艺的总过程、方法和加工目标进行规划，即制订机械加工工艺规程，制定它的主要依据是产品图纸、生产纲领、生产类型、现场加工设备及生产条件等。本科生毕业设计（论文）2制订机械加工工艺规程一般需要如下过程：（1）分析加工零件要设计零件生产加工工艺，首先要分析加工零件，充分领会产品的使用要求和设计要求
14、，在此基础上，进一步审查零件制造工艺的可行性和加工的经济性（2）选择毛坯选择毛坯的种类和制造方法时，全面考虑机械加工成本和毛坯制造成本，以达到降低零件生产总成本的目的。（3）拟订零件机械加工工艺总过程包括选择零件的加工方法，划分工艺过程的各工序组成，安排各加工工序的先后顺序和工序间的相互组合等。（4）工序设计：对工艺过程中包含的各工序进行详细的工艺设计。1.3 模具 CAD/CAM 及其优势模具 CAD/CAM：模具 CAD/CAM 是在模具 CAD 和模具 CAM 分别发展的基础上发展起来的，它是计算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。模具 CAD/CAM 是改造传统模具生产方式的关键
15、技术，是一项高科技、高效益的系统工种。它以计算机软件的形式，为用户提供一种有效的辅助工具，使工种技术人员能借助于计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。模具 CAD/CAM 自身有很大的优势：1. CAD/CAM 可以节省时间，提高生产率。设计计算和图样绘制的自动化大大缩短了设计时间。CAD 与 CAM 的一体化可显著缩短从设计到制造的周期。2. CAD/CAM 可以较大幅度地降低成本。计算机的高速运算和自动绘图大大节省了劳动力。优化设计带来了原材料的节省。采用 CAM 可加工传统方法难以加工的复杂模具型面，可减少模具的加工和调试工时，使制造成本降低。由于采本科生毕业
16、设计（论文）3用 CAD/CAM 术，生产准备时间缩短，产品更新换代加快，大大增强了产品的市场竞争能力。3. CAD/CAM 技术将技术人员从繁冗的计算、绘图和 NC 编程工作中解放出来，使其可以从事更多的创造性劳动。4. 随着塑性成形过程计算机模拟技术的提高，模具 CAD/CAM/CAE 一体化技术可以大大增加模具的可靠性，减少直至不需要试模修模过程，提高模具设计、制造的一次成功率。1.4 设计任务分析本次毕业设计的题目是：底座零件工艺工装设计及 CAD/CAM。题目来源于锦州双菱精密铸造有限公司。底座的生产主要可以分为两大部分，一部分是铸造底座毛坯件，另一部分是毛坯件的后续加工。底座是一种
17、联接件，零件结构复杂，尺寸精度和表面光洁度要求比较高。因此，铸造毛坯件采用熔模精密铸造工艺。熔模精密铸造是一种少切削或无切削的铸造工艺，是铸造行业中的一项优异的工艺技术，其应用非常广泛。在压制熔模时，采用型腔表面光洁度高的压型，熔模的表面光洁度也比较高。一般最高可达 Ra.1.63.2。底座的一些表面的粗糙度要求为 Ra.3.2,熔模精密铸造可以很容易的达到，无需再进行机械加工工作，只是在零件上要求较高的部位留少许加工余量即可，这样可大量节省机床设备和加工工时，大幅度节约金属原材料，而且用熔模铸造工艺生产不仅可以做到批量生产，保证了铸件的一致性，而且避免了机械加工后残留刀纹的应力集中。底座外形不规则，使用通用夹具无法定位并夹紧，并且需要加工的结构位置比较难确定。因此，在后续加工中需要使用专用夹具。这样，在工艺过程中可以迅速、方便、安全地安装工件，顺利地完成加工，很好的保证加工精度和生产效率。在底座铸造及后续加工过程中，CAD/CAM 技术的使用有利于发挥人机各自本科生毕业设计（论文）4的特长，优化工艺参数和模具结构，使模具设计和制造工艺更加合理化，减少直至不需要试模修模过程，提高模具设计、制造的一次成功率，节省时间，提高生产率。
